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ASPEN培训课程
无人机飞控算法工程师、嵌入式系统开发人员、航空航天/自动化专业学生、无人机行业应用开发者。
理解多旋翼无人机的飞行原理与PX4飞控软件的体系架构。
掌握PX4的传感器标定、参数配置、姿态解算、控制算法与日志分析。
能够独立完成基于PX4的无人机飞控系统定制开发与调试。
无人机与PX4概述：多旋翼无人机的工作原理（旋翼升力、反扭矩控制）；PX4飞控软件的发展历程与社区生态；PX4支持的硬件平台（Pixhawk系列、CUAV、Holybro）；PX4的主要功能（姿态估计、控制、导航、通信）。
PX4软件架构：PX4的模块化设计（驱动模块、估计器模块、控制器模块、通信模块）；uORB（微对象请求代理）消息机制；任务调度与实时操作系统（NuttX）；飞行栈（Flight Stack）与地面站（QGroundControl）的交互。
开发环境搭建：PX4源码的获取与编译（Linux环境下）；仿真环境（Gazebo/JMAVSim）的安装与使用；地面站QGroundControl的安装；硬件调试工具（JTAG/SWD）的使用。
传感器标定与数据融合：加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计的标定方法；IMU的温度补偿；姿态解算算法（互补滤波、Mahony滤波、EKF）；PX4中的EKF2估计器原理。
姿态控制算法：角速度环（内环）与角度环（外环）的PID控制；串级PID的参数整定；控制分配（混控器）的实现（根据机架类型分配电机出力）；PX4中的多旋翼混控器配置。
位置控制与导航：位置环（P）与速度环（PID）的控制；惯性导航与GPS融合；高度控制（气压计+声呐/激光雷达）；定点悬停、航线飞行、返航点控制。
任务与航线规划：任务（Mission）的数据结构（航点、动作）；航点导航算法（L1制导、矢量场）；QGroundControl中的航线规划；自动起飞与自动降落逻辑。
通信协议：MAVLink协议的基本原理与消息格式；MAVLink消息的封装与解析；地面站与飞控的通信（遥测、指令）；Offboard模式控制（外部计算机通过MAVLink发送控制指令）。
日志分析与调试：PX4日志系统（ULog）；日志的录制与导出；日志分析工具（FlightPlot、pyulog）的使用；通过日志分析飞行故障（振动异常、传感器漂移、控制超调）。
硬件适配与驱动开发：新增传感器/执行器的驱动开发；PWM、DShot、CAN等输出协议的实现；启动脚本（rcS）的修改；板级支持包（BSP）的配置；自定义硬件的移植。
仿真与硬件在环测试：基于Gazebo的软件在环（SITL）仿真；半实物仿真（HITL）的配置（真实飞控+仿真模型）；仿真场景的构建；故障注入测试。
综合实战项目：基于PX4的无人机飞控系统定制开发，包含传感器标定、EKF参数配置、PID控制参数整定、自定义混控器配置、Offboard模式控制程序编写、飞行日志分析与优化。
